Tóm tắt trong năm phút
Nghịch lý Fermi là sự va chạm giữa hai ý tưởng. Thứ nhất: Ngân Hà vừa khổng lồ vừa cổ xưa, hành tinh có ở khắp nơi, nên sự sống thông minh lẽ ra có rất nhiều cơ hội xuất hiện. Thứ hai: khi nhìn và lắng nghe, ta không thấy gì cả. Không có tín hiệu, không có tàu thăm dò, không có cỗ máy khổng lồ nào. Nếu sự sống phổ biến thì mọi người đang ở đâu?
Đó là toàn bộ câu đố. Nó không khẳng định người ngoài hành tinh không tồn tại, và cũng không phải một định luật vật lý. Nó là câu hỏi về sự lệch pha giữa điều ta kỳ vọng và điều ta quan sát được. Nó cũng nằm ngay trung tâm của khoa học viễn tưởng hiện đại, nên có chỗ trong hướng dẫn Lịch sử khoa học viễn tưởng của chúng tôi: nhiều tiểu thuyết hay nhất của thể loại này chính là nỗ lực trả lời câu hỏi ấy.
Câu hỏi ra đời từ đâu
Cái tên đến từ nhà vật lý người Ý gốc Mỹ Enrico Fermi. Mùa hè năm 1950, Fermi làm việc tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos ở New Mexico. Trong bữa trưa với các đồng nghiệp, trong đó có Edward Teller, Emil Konopinski và Herbert York, câu chuyện chuyển sang những chiếc đĩa bay đang được báo chí nhắc đến và một bức tranh biếm họa về người ngoài hành tinh. Nhiều thập kỷ sau, những người có mặt nhớ lại rằng Fermi bỗng hỏi đại ý: "Mọi người đang ở đâu?"
Ý ông là các con số không khớp nhau. Nếu có nhiều nền văn minh tiên tiến, thì hẳn một số đã đến được chỗ chúng ta. Câu chuyện này được biết đến chủ yếu nhờ nhà vật lý Eric Jones, người đầu những năm 1980 đã tìm lại những người dự bữa trưa và ghi lại điều họ nhớ. Câu hỏi chỉ là một lời nói bâng quơ, nhưng nó đã ở lại.
Những người khác đã biến lập luận này thành chặt chẽ hơn. Nhà thiên văn Michael Hart công bố một bài báo ngắn năm 1975, lập luận rằng nếu sự sống thông minh phổ biến thì Trái Đất lẽ ra đã được viếng thăm, và việc không có khách là bằng chứng mạnh cho thấy ta đơn độc, hoặc ít nhất là đến sớm. Trước đó, năm 1961, Sebastian von Hoerner đã tính xem một nền văn minh có thể lan khắp thiên hà nhanh đến mức nào. Từ đó, "nghịch lý Fermi" trở thành tên gọi chung cho toàn bộ cuộc tranh luận.
Lập luận từng bước
- Thiên hà rất lớn. Ngân Hà có đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng và chứa khoảng từ 100 đến 400 tỷ ngôi sao.
- Nó rất già. Thiên hà có tuổi hơn 13 tỷ năm, trong khi Mặt Trời mới khoảng 4,6 tỷ năm tuổi. Nhiều ngôi sao già hơn Mặt Trời hàng tỷ năm.
- Hành tinh rất phổ biến. Kể từ khi kính viễn vọng Kepler của NASA được phóng năm 2009, các nhà thiên văn đã xác nhận hơn 5.000 hành tinh quanh các ngôi sao khác. Xét về mặt thống kê, các hành tinh đá nằm trong vùng ở được của ngôi sao có vẻ rất nhiều.
- Lan rộng thì chậm, nhưng thời gian thì dài. Một nền văn minh gửi đi những con tàu chậm, kém xa tốc độ ánh sáng, rồi lần lượt định cư ở các hệ sao mới, có thể băng qua thiên hà trong khoảng vài triệu đến vài chục triệu năm, tùy giả định. Con số đó chỉ như cái chớp mắt so với tuổi của thiên hà.
- Vậy mà ta chẳng thấy gì. Chưa có tín hiệu, tàu thăm dò hay công trình kỹ thuật ngoài hành tinh nào được xác nhận.
Phương trình Drake, do nhà thiên văn Frank Drake viết năm 1961, là một công cụ liên quan. Nó nhân các yếu tố như tốc độ hình thành sao, tỷ lệ sao có hành tinh và tuổi thọ của một nền văn minh có khả năng liên lạc để ước tính hiện có thể có bao nhiêu nền văn minh. Nó không cho ra đáp án, vì nhiều yếu tố vẫn chưa biết. Nhưng nó cho thấy chỉ cần vài phỏng đoán lạc quan là có thể ra một thiên hà đông đúc, khiến sự im lặng càng lạ hơn. Xem chi tiết trong hướng dẫn Phương trình Drake của chúng tôi.
Phần khoa học thực sự
Sẽ có ích nếu tách điều đã đo được khỏi điều chỉ là phỏng đoán.
Đã được xác lập: kích thước và tuổi của thiên hà, số lượng dồi dào của các ngoại hành tinh, và việc nhiều thập kỷ tìm kiếm vẫn chưa thấy tín hiệu công nghệ nào được xác nhận. Việc tìm kiếm bằng sóng vô tuyến bắt đầu với Dự án Ozma của Frank Drake năm 1960. Năm 1977, kính viễn vọng vô tuyến Big Ear ở Ohio ghi được tín hiệu mạnh "Wow!", nhưng nó không bao giờ được phát hiện lại và chưa xác định được nguồn.
Chưa được xác lập: khả năng sự sống bắt đầu là bao nhiêu, khả năng nó trở nên thông minh là bao nhiêu, các nền văn minh công nghệ tồn tại được bao lâu, và liệu họ có muốn mở rộng hay không. Ta chỉ có một ví dụ về sự sống, chính là chúng ta. Điều đó khiến mọi ước tính đều lung lay, và nghĩa là nghịch lý chỉ vững chắc đến mức các giả định của nó cho phép.
Hơn nữa, những gì ta đã tìm kiếm chỉ phủ một phần rất nhỏ các khả năng. Các nhà nghiên cứu mới quét một tỷ lệ nhỏ các ngôi sao lân cận, trên một số tần số hạn chế và trong thời gian hạn chế. Việc chưa tìm thấy gì là bằng chứng yếu hơn nhiều so với vẻ ngoài của nó.
Những lời giải chính
Nhà văn Stephen Webb đã tập hợp 75 lời giải được đề xuất trong cuốn sách của ông về chủ đề này. Chúng chia thành vài nhóm.
Chúng ta đơn độc, hoặc gần như vậy
Giả thuyết Trái Đất hiếm có, do Peter Ward và Donald Brownlee đưa ra năm 2000, cho rằng sự sống phức tạp cần một tổ hợp điều kiện khác thường, như một ngôi sao ổn định, một mặt trăng lớn và hoạt động kiến tạo mảng. Sự sống đơn giản có thể phổ biến, còn động vật và công nghệ thì cực kỳ hiếm.
Có thứ gì đó chặn các nền văn minh: Bộ lọc Lớn
Nhà kinh tế Robin Hanson đề xuất Bộ lọc Lớn vào cuối thập niên 1990. Đâu đó giữa hóa học vô tri và một nền văn minh trải khắp thiên hà có một bước mà hầu như không gì vượt qua được. Nếu bộ lọc nằm sau lưng ta, chẳng hạn như sự khởi nguồn của sự sống, thì có lẽ ta là những người sống sót may mắn. Nếu nó nằm phía trước, đó là một ý nghĩ đáng lo. Đọc thêm trong hướng dẫn Bộ lọc Lớn của chúng tôi.
Họ có tồn tại, nhưng ta không thấy được
Khoảng cách có thể quá xa nên việc di chuyển không đáng công sức. Các nền văn minh có thể dùng công nghệ mà ta không nhận ra. Họ có thể đã im lặng hoặc ngủ yên. Hoặc đơn giản là ta đã nhìn sai chỗ và sai cách.
Họ đang ẩn mình hoặc để mặc chúng ta
Giả thuyết vườn thú, do John Ball đề xuất năm 1973, cho rằng những sinh vật tiên tiến cố tình tránh tiếp xúc. Một phiên bản u tối hơn là ý tưởng khu rừng đen tối do Lưu Từ Hân (Liu Cixin) làm nổi tiếng: mọi nền văn minh đều giữ im lặng vì phát tín hiệu lộ vị trí của mình là điều nguy hiểm. Đây là một thí nghiệm tư duy trong tiểu thuyết, không phải điều đã quan sát được. Xem Thuyết rừng đen tối.
Nghịch lý có thể yếu hơn vẻ ngoài
Năm 2018, Anders Sandberg, Eric Drexler và Toby Ord lập luận rằng nếu tính đúng mức độ bất định rất lớn trong các yếu tố của phương trình Drake, thì một thiên hà im lặng không có gì đáng ngạc nhiên. Theo quan điểm này, nghịch lý phần lớn tan biến.
Lời giải nào đúng? Không ai biết. Chính điều đó làm chủ đề này rất đáng suy ngẫm: bạn có thể bất đồng mà không sai theo cách nào mà dữ liệu hiện nay có thể chỉ ra.
Nó xuất hiện thế nào trong tiểu thuyết
Rất ít ý tưởng định hình khoa học viễn tưởng nhiều như ý tưởng này. Bộ ba tiểu thuyết Tam thể (The Three-Body Problem) của Lưu Từ Hân biến sự im lặng thành điểm xuất phát của quyển thứ hai, Rừng tối (The Dark Forest), và từ đó dựng lên một câu trả lời u ám. Bạn có thể bắt đầu với hướng dẫn Tam thể của chúng tôi. Project Hail Mary của Andy Weir đi theo hướng ngược lại: cuộc tiếp xúc xảy ra và thay đổi tất cả, như trong hướng dẫn Project Hail Mary của chúng tôi. Giữa hai thái cực ấy là hàng chục năm tiểu thuyết chọn phe. Thang Kardashev, vốn xếp hạng các nền văn minh theo năng lượng họ sử dụng, cũng thường xuất hiện trong những cuộc thảo luận này. Xem bài Thang Kardashev của chúng tôi.
Những hiểu lầm thường gặp
- "Fermi đã chứng minh người ngoài hành tinh không tồn tại." Không đúng. Ông chỉ đặt một câu hỏi, và nghịch lý là lập luận cho thấy có điều gì đó trong các giả định của ta cần được kiểm tra lại.
- "Fermi đã viết một bài báo về chuyện này." Không có bài báo nào như vậy. Ý tưởng đến từ một cuộc trò chuyện, được dựng lại sau này từ trí nhớ.
- "Nghịch lý này nói về UFO." Nó nói về việc thiếu bằng chứng, không phải về các vụ nhìn thấy. Cuộc trò chuyện năm 1950 có nhắc đến đĩa bay, nhưng lập luận xoay quanh những con số ở quy mô thiên hà.
- "Các nhà khoa học đồng ý rằng ngoài kia có sự sống thông minh." Nhiều người cho rằng sự sống vi sinh có thể tồn tại ở đâu đó. Sự sống thông minh, có công nghệ, là câu hỏi còn mở hơn nhiều.
- "Phương trình Drake cho ta đáp án." Nó chỉ sắp xếp sự thiếu hiểu biết của ta. Kết quả của nó phụ thuộc vào các phỏng đoán.
Đọc tiếp
- Bộ lọc Lớn: lời đáp phổ biến nhất cho nghịch lý, và lý do nó có thể gây bất an.
- Phương trình Drake: công thức bảy yếu tố đứng sau hầu hết các ước tính về nền văn minh ngoài hành tinh.
- Thuyết rừng đen tối: câu trả lời hư cấu cho rằng im lặng là cách để sống sót.
- Thang Kardashev: cách đo mức độ tiên tiến mà một nền văn minh có thể đạt tới.
